PL179336B1 - Urządzenie do suszenia i/lub chłodzenia materiału ziarnistego - Google Patents

Abstract

1. Urządzenie do suszenia i/lub chłodzenia materiału ziarnistego, wyposażone w dwie poziomo usytuowane komory, przedzielone przegrodą z daszkowatą perforacją, z których górna komora jest w przedniej części w przekroju poprzecznym półkolista, a w pozostałej części prostokątna, znamienne tym, że górna przednia część (a) komory (1) ma kształt pionowego półcylindra przechodzącego w środkowej części komory (1) w odwrócony stożek ścięty, a w dolnej części ponownie ma kształt półcylindra, natomiast perforowana przegroda (3) w przedniej części (a) komory (1) ma postać tarczy, złożonej z co najmniej trzech wycinków koła, ograniczonej zjednej strony półcylindrycznąścianąkomory (1), a z przeciwnej strony półcylindryczną pionową przegrodą (4) o regulowanej wysokości usytuowanąna perforowanej przegrodzie (3), przy czym krawędź (11) przecięcia pionowej płaszczyzny symetrii każdego otworu (10) przegrody (3) z płaszczyzną poziomą tworzy z przechodzącym przez ten otwór promieniem (12) kolistej tarczy przedniej części przegrody (3) kąt (β) zawarty w granicach od 0° do 120°, zaś w części (b) komory (1), o przekroju poprzecznym prostokątnym, osie wylotów otworów (10) są równoległe do ścian bocznych komory (1), nadto urządzenie jest wyposażone w mieszadło usytuowane nad przegrodą (3) pomiędzy półcylindryczną częścią (a) komory (1) i półcylindryczną pionową przegrodą (4).

Description

Przedmiotem wynalazkujest urządzenie do suszenia i/lub chłodzenia materiału ziarnistego w warstwie fluidalnej, w układzie gaz - ciało stałe, a nadto do prowadzenia reakcji chemicznych lub fizyko-chemicznych w układzie gaz - ciało stałe, w warstwie fluidalnej.

Znane urządzenia do prowadzenia procesów w warstwie fluidalnej stanowiąpionowe lub poziome zbiorniki, a także rynny zaopatrzone w dna fluidyzacyjne, w których przepływający gaz powoduje fluidyzację materiału. Przy fluidyzacji materiałów łatwo sklejających się występuje niekorzystne zjawisko kanałowania i powstawania lokalnych przestrzeni o zmniejszonej porowatości złoża. W celu uniknięcia tego zjawiska stosuje się aparaty fluidyzacyjne poddawane drganiom. Niedogodnością znanych aparatów wibrofluidyzacyjnych jest przenoszenie drgań na posadowienie maszyny, czyli fundament lub strop i konieczność stosowania rozwiązań konstrukcyjnych o wysokiej wytrzymałości na szybkozmienne obciążenia o dużej amplitudzie (do 5 · 10⁴N) siły wymuszającej drgania. Niedogodności te ograniczają lokalizację urządzenia z reguły do poziomu zerowego, a poza tym znacznie podnoszą koszt wykonania urządzenia.

Urządzenie do suszenia i/lub chłodzenia materiału ziarnistego według wynalazku, wyposażone w dwie, poziomo usytuowane komory przedzielone perforowaną przegrodą stanowiącą dno górnej komory, z których górna komora jest w przedniej części w przekroju poprzecznym półkolista a w pozostałej części prostokątna, charakteryzuje się tym, że przednia górna część komory ma kształt pionowego półcylindra przechodzącego w środkowej części w odwrócony półstożek ścięty, zaś w dolnej części ma znowu kształt pionowego półcylindra. Perforowana przegroda w przedniej części komory jest w postaci tarczy, złożonej z co najmniej trzech wycinków koła, ograniczonej z jednej strony półcylindryczną ścianą komory a z przeciwnej strony półcylindryczną pionową przegrodą o regulowanej wysokości usytuowaną na perforowanej

179 336 przegrodzie. Perforacja tej części przegrody jest tak ustawiona, że krawędź przecięcia pionowej płaszczyzny symetrii każdego otworu przegrody z płaszczyzną poziomą tworzy z przechodzącym przez ten o'twór promieniem kolistej przedniej części przegrody kąt β zawarty w granicach od 0° do 120°, a wyloty wszystkich otworów są skierowane tak, aby kierunek ruchu materiału wywołany wypływającym z otworów gazem był w tej części wirowy. Górna komora jest wyposażona w górnej części w króćce do doprowadzania ziarnistego materiału oraz do odprowadzania wilgotnego gazu, zaś w tylnej dolnej części w króciec do odprowadzania wysuszonego materiału, przed którym jest usytuowany próg o regulowanej wysokości. Nadto górna komorajest wyposażona w mieszadło usytuowane nad perforowanąprzegrodąw postaci tarczy. Mieszadło stanowi pionowy wał z osadzoną piastą połączoną z co najmniej dwoma ramionami zaopatrzonymi w pionowe, przytwierdzone od dołu, wewnętrzne płaskie łopatki oraz w przytwierdzone na końcach zewnętrzne łopatki. Powierzchnia płaskich łopatek wewnętrznych tworzy z osiąramienia mieszadła kąta. Wartość tego kąta, leżącego w płaszczyźnie poziomej wyznaczonej osiami ramion jest zawarta' w granicach od 0° do 90°. Poruszające się mieszadło wspomaga fluidyzację materiałów ziarnistych łatwo sklejających się, likwiduje zjawisko kanałowania i powstawania brył materiału ziarnistego.

Podstawowe zalety urządzenia według wynalazku wynikają z zapewnienia jednoczesnej fluidyzacji materiału i poddawaniu fluidyzującego materiału ruchowi wirowemu. Ruch wirowy poprawia jednorodność warstwy fluidalnej, wyrównuje czasy przebywania poszczególnych ziarn materiału w aparacie oraz 'intensyfikuje wymianę ciepła i masy w procesach suszenia i/lub chłodzenia materiału ziarnistego. W przypadku fluidyzacji materiałów łatwo sklejających się urządzenie według wynalazku powoduje rozbijanie powstających zbryleń materiału. Ruch wirowy materiału wywoływany jest kierunkowym przepływem fluidyzującego gazu oraz w przypadku niektórych materiałów mających takie właściwości jak mokry cukier jest wspomagany za pomocą mieszadła mechanicznego.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie w przekroju pionowym, wzdłużnym, fig. 2 - urządzenie w przekroju wzdłuż linii A-A na fig. 1, fig. 3 - powiększony fragment przegrody z jednym perforowanym otworem w widoku z góry, a fig. 4 - perforowany otwór w przekroju wzdłuż linii B-B na fig. 3.

Urządzenie do suszenia materiałów ziarnistych jest wyposażone w dwie poziomo usytuowane komory 1 i 2 przedzielone perforowaną przegrodą 3 stanowiącą dno komory 1. Przednia część a komory 1ma w przekroju poprzecznym kształt półkola, zaś w pozostałej części b kształt prostokąta. Górna komora 1 ma w przedniej górnej części a kształt pionowego półcylindra przechodzącego w środkowej części w odwrócony półstożek ścięty, zaś w dolnej części ma znowu kształt pionowego półcylindra. Cylindryczna przednia część a komory 1 jest oddzielona od części pozostałej półcylindryczną, pionowąprzegrodą4. W tylnej dolnej części komory 1 jest usytuowany króciec 5 do odprowadzania wysuszonego materiału, przed którym jest umieszczony przelewowy próg 6. Nadto w górnej części komory 1 są usytuowane: zasypowy króciec 7 do doprowadzania wilgotnego materiału oraz króciec 8 do odprowadzania wilgotnego gazu. Dolna komora 2 jest natomiast wyposażona w króciec 9 do doprowadzania gazu suszącego. Perforowana przegroda 3 w komorze 1 posiada daszkowe otwory 10, przy czym w cylindrycznej części komory 1 przegroda 3 jest złożona z czterech wycinków koła, które są ułożone w taki sposób, że krawędź 11 przecięcia pionowej płaszczyzny symetrii każdego otworu 10 sita z płaszczyzną poziomą tworzy z przechodzącym przez ten otwór 10 promieniem 12 tarczy przedniej części przegrody 3 kąt β zawarty w granicach od 0° do 120°, a wyloty wszystkich otworów 10 są skierowane tak, aby kierunek ruchu materiału wywołany wypływającym z otworów 10 gazem był w tej części wirowy. Nadto w cylindrycznej części komory 1 jest umieszczone, nad perforowanąprzegrodu3, mieszadło napędzane za pomocąmotoreduktora 13. Mieszadło stanowi pionowy wał 14 z osadzoną piastą 15 połączoną z trzema ramionami 16 rozmieszczonymi prostopadle do osi wału 14. Ramiona 16 są zaopatrzone w pionowe, przytwierdzone od dołu, wewnętrzne płaskie łopatki 17 oraz przytwierdzone na końcach zewnętrzne łopatki 18. Powierzchnia płaskich

179 336 łopatek 17 wewnętrznych tworzy z osią ramienia mieszadła kąt cc Wartość tego kąta, leżącego w płaszczyźnie poziomej wyznaczonej osiami ramion 16 jest zawarta w granicach od 0° do 90°, przy czym suma rzutów wszystkich łopatek 17 na kolejne płaszczyzny przechodzące przez oś wału 14iosiekolejnychramion 16 sprowadzona przez obrót wokół osi mieszadła dojednej ztych płaszczyzn wypełnia powierzchnię ograniczoną osią wału 14, prostą pionową przechodzącą przez końcowy punkt ramienia 16 mieszadła i poziomymi płaszczyznami ograniczającymi przestrzeń, w której znajdują się łopatki 17.

Działanie urządzenia jest następujące. Wilgotny materiał wprowadzany króćcem zasypowym 7 opada na perforowanąprzegrodę 3 w przedniej, cylindrycznej części a komory 1. Jednocześnie gorący gaz doprowadzany króćcem 9 do komory 2 przepływa przez przegrodę 3 stanowiącąj ej górną ścianę iprzezwarstwęwilgotnegomateriału wk.omorze lprzeprowadzająe go w stan fluidyzacji i w ruch wirowy wzdłuż półcylindryczoąj ściany komory 1 i półcylindrycznej przegrody 4, odbierając jednocześnie wilgoć od suszonego materiału. Po zapełnieniu całej cylindrycznej części a komory 1 wilgotny materiał przepływa ponad przegiOdą4 do drugiej prostokątnej części b komory 1 i dalej wzdłuż komory 1 materiał płynie w kierunku wylotu 5 umieszczonego na końcu komory 1, zaś wilgotny gaz wypływa króćcem 8. Wysuszony materiał przesypuje się przez próg przelewowy 6, przy czym przez zmianę wysokości progu przelewowego 6 regulowany jest czas przebywania materiału w urządzeniu. Kształt komory 1wjej przekroju poprzecznym pionowym jest tak dobrany, że w części prostokątnej znajduje się warstwa fluidalna materiału suszonego, która ulega „gaszeniu” w części środkowej komory 1.

Mieszadło w części cylindrycznej ułatwia fluidyzację materiału wilgotnego, gdzie wysoka wilgotność i tendencja do adhezji poO'Όdująkaoałowaoie i nierównomierną fluidyzację. W pozostałej części przepływ materiału wzdłuż urządzenia ułatwiony jest przez perforowane dno 3, którego daszkowe otwory 10 skierowane są w kierunku króćca 5 wysypu materiału wzdłuż części b komory 1.

Urządzenie według wynalazku stosowane jest do prowadzenia procesów w układzie gaz - ciało stałe, takich jak reakcje chemiczne, reakcje w fazie gazowej katalizowanej stałym katalizatorem, a przede wszystkim do prowadzenia procesu suszenia i chłodzenia lub obu tych procesów jednocześnie materiałów ziarnistych, krystalicznych lub granulowanych, takich jak cukier, skrobia, laktoza, krajanka owocowa lub warzywna, tworzywa sztuczne, pigmenty, związki nieorganiczne czy barwniki.

179 336

ΊΟ

fig. 3

Β-Β

fig. 4

179 336

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do suszenia i/lub chłodzenia materiału ziarnistego, wyposażone w dwie poziomo usytuowane komory, przedzielone przegrodą z daszkowatą perforacją, z których górna komora jest w przedniej części w przekroju poprzecznym półkolista, a w pozostałej części prostokątna, znamienne tym, że górna przednia część (a) komory (1) ma kształt pionowego półcylindra przechodzącego w środkowej części komory (1) w odwrócony stożek ścięty, a w dolnej części ponownie ma kształt półcylindra, natomiast perforowana przegroda (3) w przedniej części (a) komory (1) ma postać tarczy, złożonej z co najmniej trzech wycinków koła, ograniczonej z jednej strony półcylindryczną ścianąkomory (1), a z przeciwnej strony półcylindrycznąpionową przegrodą(4) o regulowanej wysokości usytuowćmąna perforowanej przegrodzie (3), przy czym krawędź (11) przecięcia pionowej płaszczyzny symetrii każdego otworu (10) przegrody (3) z płaszczyzną poziomą tworzy z przechodzącym przez ten otwór promieniem (12) kolistej tarczy przedniej części przegrody (3) kąt (β) zawarty w granicach od 0° do 120°, zaś w części (b) komory (1), o przekroju poprzecznym prostokątnym, osie wylotów otworów (10) są równoległe do ścian bocznych komory (1), nadto urządzenie jest wyposażone w mieszadło usytuowane nad przegrodą (3) pomiędzy półcylindryczną częścią (a) komory (1) i półcylindryczną pionową przegrodą (4).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że mieszadło stanowi pionowy wał (14) z osadzonąpiastą(15) wyposażonąw co najmniej dwa ramiona (16) rozmieszczone prostopadle do osi wału (14), przy czym ramiona są zaopatrzone w przymocowane od dołu wydłużone w kierunku pionowym płaskie łopatki (17) tworzące z osią ramienia (16) kąt (a) zawarty w granicach od 0° do 90°.

   * * *